基于时延估计的移动机器人声源定位方法研究

摘要

声源定位系统的研究与开发是工业控制与信号处理领域的研究热点,其研究的主要内容之一就是定位方法。
　　本文应用麦克风阵列对声源定位系统进行研究,分析了麦克风声源定位的必要性和面临的主要困难。介绍了几种常见的声源定位方法,总结归纳并比较其优缺点。本论文以时延估计方法为主要研究对象,该方法又包括广义互相关时延估计法和自适应时延估计法。在理论上对各类方法进行性能分析,给出各种算法的适用场合和优缺点。针对广义互相关法的优缺点本文提出了一种基于神经网络滤波的广义互相关时延估计方法并详细叙述了神经网络滤波的基本理论和其优越性,通过该时延估计方法可以有效的抑制随机噪声对时延估计的影响从而得到更准确的时延值,使该时延估计方法具有更好的适应性。同时归纳几种常见的基于时延的定位方法及其使用场合,包括空间数学几何法、球形插值法、线性插值法,和基于Tabu搜索的定位方法。
　　最后提出一种实际可行的三维声源定位方法,通过实验并且对其性能进行分析。通过实验数据表明,该定位系统实时可行,定位精度基本令人满意。

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第一章 绪论

§1-1本论文研究的背景和意义

§1-2 声源定位系统的研究现状

§1-3 声源定位技术概述

§1-4 本论文完成的工作

第二章 基于麦克风阵列声源定位的常用方法

§2-1基于麦克风阵列声源定位的常用方法研究

§2-2 定位方法比较

§2-3 本章总结

第三章 基于时延估计的移动机器人声源定位方法研究

§3-1时延估计的物理含义

§3-2 麦克风信号产生模型

§3-3广义互相关时延估计法

§3-4 LMS自适应滤波时延估计法

§3-5 互功率谱相位时延估计法

§3-6 应用时延估计的声源定位算法

§3-7 本章总结

第四章 一种基于神经网络滤波的广义互相关时延估计方法

§4-1 神经网络的原理与算法

§4-2 基于神经网络滤波的广义互相关时延估计方法

§4-3 本章总结

第五章一种可行的基于时延估计的声源定位系统设计

§5-1 定位系统的设计

§5-2 实验结果与分析

§5-3 本章总结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果